(57)【要約】【課題】音響エンクロージャと、振動に方向性がある機械的振動を提供するモータ構造を含み、音響エンクロージャ内に取り付けられる第１の電気音響変換装置とを含む、音響機器を提供すること。【解決手段】音響機器は、第１の圧力波が第１の放射点から放射され、第２の圧力波が第２の放射点から放射されるように、また第１の圧力波と第２の圧力波が第１および第２の放射点から相対的に等距離の観測点において弱め合う干渉を起こすように構成および配置される。音響機器はさらに、座席機器と構造的に組み合わされ、第１の放射点が座席機器の占有者の頭に相対的に近くなるように、また第２の放射点が占有者の頭から相対的に遠くなるように構成および配置される。音響機器はさらに、機械的振動を座席背もたれに伝えるように構成および配置される。【選択図】図１
2007082220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響エンクロージャと、
振動に方向性がある機械的振動を提供するモータ構造を含み、前記音響エンクロージャ内に取り付けられる第１の電気音響変換装置とを含む音響機器であって、
前記音響機器が、第１の圧力波が第１の放射点から放射され、第２の圧力波が第２の放射点から放射されるように、また前記第１の圧力波と前記第２の圧力波が前記第１および第２の放射点から相対的に等距離の観測点において弱め合う干渉を起こすように構成および配置され、
前記音響機器がさらに、座席機器と構造的に組み合わされ、前記第１の放射点が前記座席機器の占有者の頭に相対的に近くなるように、また前記第２の放射点が前記占有者の頭から相対的に遠くなるように構成および配置され、
前記音響機器がさらに、機械的振動を座席背もたれに伝えるように構成および配置される音響機器。
【請求項２】
前記機器がさらに、体感的に識別可能な圧力衝撃を前記第１の放射点から放出するように構成および配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記機器がさらに、芳香を前記圧力波中に注入するように構成および配置される請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記電気音響変換装置が、第１の振動面と反対側の第２の振動面とを有する振動板を含み、前記音響エンクロージャが、前記第１の振動面を前記第１の放射点に音響的に結合する第１のチャンバを含み、前記電気音響変換装置が、前記第２の振動面を前記第２の放射点に音響的に結合する第２のチャンバをさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第２の放射点が、前記座席機器の占有者の頭より下に来るように構成および配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第２の放射点が、座席背もたれの底部の近くに配置される、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第１の放射点が、前記座席機器の占有者の首の後の近くに来る、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記第１の変換装置が、オーディオ信号源と通信可能に結合され、前記第１の圧力波を放射する前記第１の放射点の近くに配置され、前記音響機器がさらに、前記第１の変換器と比べて極性が逆転した前記オーディオ信号源と通信可能に結合され、前記第２の圧力波を放射する前記第２の放射点の近くに配置される、第２の変換装置を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記装置がさらに、前記占有者に芳香を提供するように構成および配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１の変換装置が、低音周波数範囲の第１の圧力波を放射するように構成および配置され、装置がさらに、非低音周波数範囲の音を放射するように構成および配置される指向性ラウドスピーカを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１の電気音響変換装置が、低音周波数を放射し、周波数を放射しないように構成および配置され、前記指向性ラウドスピーカが、前記低音周波数範囲より上の周波数を放射するように構成および配置される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
ダイポールラウドスピーカが、低音周波数を放射し、前記低音周波数範囲より上の周波数を放射しないように構成および配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
座席背もたれを含む座席機器と、
前記座席機器と構造的に組み合わされるように構成および配置される変換器とを含む装置であって、
前記変換器が、リニアモータを含み、
前記リニアモータが、音響的エネルギーを放射するため、第１の面と第２の面とを有する圧力波放射振動板に機械的に結合され、前記リニアモータの機械的振動を前記座席背もたれに伝えるため、前記座席背もたれにも機械的に結合される装置。
【請求項１４】
前記リニアモータがさらに、体感的に感知可能な空気の吹きつけを前記座席の占有者の首の付近に放出するように前記圧力波放射面に機械的に結合される、請求項１３に記載の座席機器。
【請求項１５】
第１の放射点と第２の放射点とを有する音響エンクロージャをさらに含み、前記変換器が、第１の振動板面によって放射される圧力波が前記第１の放射点を通って前記エンクロージャから出て行くように、また第２の振動板面によって放射される圧力波が前記第２の放射点を通って前記エンクロージャから出て行くように前記音響エンクロージャ内に取り付けられる、請求項１３に記載の座席機器。
【請求項１６】
前記座席の占有者の頭によって一般に占有される方向が高放射方向になるように音を放射するように構成および配置される指向性ラウドスピーカをさらに含む、請求項１５に記載の座席機器。
【請求項１７】
前記座席の占有者によって一般に占有される場所に向う方向が高放射方向になるように音を放射するように構成および配置される指向性ラウドスピーカをさらに含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項１８】
前記変換器が、低音周波数を放射し、低音周波数範囲より上の周波数を放射しないように構成および配置され、前記指向性ラウドスピーカが、前記低音周波数範囲より上の周波数を放射するように構成および配置される、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記変換器が、低音周波数を放射し、低音周波数範囲より上の周波数を放射しないように構成および配置される、請求項１３に記載の装置。
【請求項２０】
各々が内部および出口点を有する第１のチャンバと第２のチャンバとを確定する構造と、
第１の放射面と第２の放射面とを有する振動板を有する電気音響変換器のための取り付け場所であって、前記取り付け場所に取付けられた変換器の前記第１の放射面が前記第１のチャンバの内部を向き、前記第２の放射面が前記第２のチャンバの内部を向くように構成される取り付け場所とを含む音響エンクロージャであって、
前記音響エンクロージャが、座席背もたれを有する座席に取り付け可能であり、前記第１のチャンバの出口点が前記座席に座った人の頭の位置の近くに来るように、前記第２のチャンバの出口が前記座席に座った人の頭の位置から遠くなるように、また前記取り付け場所に取付けられた変換器によって生成される機械的振動が前記座席背もたれに機械的に伝えられるように構成および配置される音響エンクロージャ。
【請求項２１】
前記変換器が、第１のスペクトル帯域で圧力波を放出するように構成および配置され、前記エンクロージャがさらに、第２のスペクトル帯域で圧力波を放出するように構成および配置される指向性ラウドスピーカを含む、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記第１のスペクトル帯域は、低音周波数を含み、前記第２のスペクトル帯域は、前記低音周波数より上の周波数を含む、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記電気音響変換装置が、低音周波数を放射し、前記低音周波数範囲より上の周波数を放射しないように構成および配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項２４】
座席背もたれを含む座席と、
前記座席背もたれに取り付けられる変換器であって、リニアモータを含み、出口を有する音響エンクロージャ内に取り付けられる変換器と、
前記リニアモータに結合される圧力波放射振動板であって、音響エネルギーを放射するための第１の面と第２の面とを有し、前記変換器が、体感的に識別可能な圧力衝撃を前記出口から放出するように構成および配置される圧力波放射振動板と、を含む装置。
【請求項２５】
前記出口が、前記座席の占有者の首の後の位置近くに来る、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
座席取付けラウドスピーカ機器を操作するための方法であって、
変換器によって第１の放射点から第１の可聴圧力波を放出する段階と、
前記変換器によって椅子の占有者が体感的に感知可能な圧力衝撃を放出する段階と、
前記変換器からの機械的振動を座席の背もたれに伝える段階とを含む、方法。
【請求項２７】
第１の放射点と第２の放射点からほぼ等距離にある場所で、第２の圧力波が第１の圧力波と弱め合う干渉を起こすように前記第２の放射点から前記第２の圧力波を放射する段階をさらに含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１の放射点から芳香を放出する段階をさらに含む、請求項２６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、座席機器に取り付けられるダイポール低音ラウドスピーカを含むラウドスピーカシステムについて説明する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】米国特許第５，５８７，０４８号
【特許文献２】米国特許第５，８０９，１５３号
【特許文献３】米国特許出願第１０／３０９３９５号
【非特許文献１】Harry F. Olson、「Gradient Loudspeakers」、J. of the Audio Engineering Society、March 1973、Volume 21、Number 2
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の一態様では、音響機器は、音響エンクロージャと、振動に方向性がある機械的振動を提供するモータ構造を含む第１の電気音響変換装置と、を含む。変換装置は、音響エンクロージャ内に取り付けられる。音響機器は、第１の圧力波が第１の放射点から放射され、第２の圧力波が第２の放射点から放射されるように、また第１の圧力波と第２の圧力波が第１および第２の放射点から相対的に等距離の観測点において弱め合う干渉を起こすように構成および配置される。音響機器はさらに、座席機器と構造的に組み合わされ、第１の放射点が座席機器の占有者の頭に相対的に近くなるように、また第２の放射点が占有者の頭から相対的に遠くなるように構成および配置される。音響機器はまたさらに、機械的振動を座席背もたれに伝えるように構成および配置される。機器はさらに、体感的に識別可能な圧力衝撃を第１の放射点から放出するように構成および配置することができる。装置は、芳香を圧力波中に注入するように構成および配置することができる。電気音響変換装置は、第１の振動面と反対側の第２の振動面とを有する振動板を含むことができる。音響エンクロージャは、第１の振動面を第１の放射点に音響的に結合する第１のチャンバを含むことができる。電気音響変換装置はさらに、第２の振動面を第２の放射点に音響的に結合する第２のチャンバを含むことができる。第２の放射点は、座席機器の占有者の頭より下に来るように構成および配置することができる。第２の放射点は、座席背もたれの底部の近くに配置することができる。第１の放射点は、座席機器の占有者の首の後の近くに来ることができる。第１の変換装置は、オーディオ信号源と通信可能に結合され、第１の圧力波を放射する第１の放射点の近くに配置することができ、音響機器はさらに、第１の変換器と比べて極性が逆転したオーディオ信号源と通信可能に結合され、第２の圧力波を放射する第２の放射点の近くに配置される、第２の変換装置を含むことができる。装置はさらに、占有者に芳香を提供するように構成および配置することができる。第１の変換装置は、低音周波数範囲の第１の圧力波を放射するように構成および配置することができ、装置はさらに、非低音周波数範囲の音を放射するように構成および配置される、指向性ラウドスピーカを含むことができる。ラウドスピーカは、低音周波数を放射し、周波数を放射しないように構成および配置することができ、指向性ラウドスピーカは、低音周波数範囲より上の周波数を放射するように構成および配置される。第１の電気音響変換装置は、低音周波数を放射し、低音周波数範囲より上の周波数を放射しないように構成および配置することができる。
【０００４】
本発明の別の態様では、装置は、座席背もたれを含む座席機器と、座席機器と構造的に組み合わされるように構成および配置される変換器と、を含む。変換器は、リニアモータを含む。リニアモータは、音響的エネルギーを放射するため、第１の面と第２の面とを有する圧力波放射振動板に機械的に結合され、リニアモータの機械的振動を座席背もたれに伝えるように座席背もたれにも機械的に結合される。リニアモータはさらに、体感的に感知可能な空気の吹きつけを座席の占有者の首の付近に放出するため、圧力波放射面に機械的に結合される。機器はさらに、第１の放射点と第２の放射点とを有する音響エンクロージャを含むことができる。変換器は、第１の振動板面によって放射される圧力波が第１の放射点を通ってエンクロージャから出て行くように、また、第２の振動板面によって放射される圧力波が第２の放射点を通ってエンクロージャから出て行くように音響エンクロージャ内に取り付けることができる。座席機器はさらに、座席の占有者の頭によって一般に占有される方向が高放射方向になるように音を放射するように構成および配置される指向性ラウドスピーカを含むことができる。変換器は、低音周波数を放射し、低音周波数範囲より上の周波数を放射しないように構成および配置することができ、指向性ラウドスピーカは、低音周波数範囲より上の周波数を放射するように構成および配置することができる。
【０００５】
本発明の別の態様では、音響エンクロージャは、各々が内部および出口点を有する第１のチャンバと第２のチャンバとを確定する構造と、第１の放射面と第２の放射面とを有する振動板を有する電気音響変換器のための取付場所と、を含む。取付場所は、取付場所に取り付けられた変換器の第１の放射面が第１のチャンバの内部を向き、第２の放射面が第２のチャンバの内部を向くように構成される。音響エンクロージャは、座席背もたれを有する座席に取り付け可能であり、第１のチャンバの出口点が座席に座った人の頭の位置の近くに来るように、第２のチャンバの出口が座席に座った人の頭の位置から遠くなるように、また取り付け場所に取り付けられた変換器によって生成される機械的振動が座席背もたれに機械的に伝えられるように構成および配置される。変換器は、第１のスペクトル帯域で圧力波を放出するように構成および配置することができる。エンクロージャはさらに、第２のスペクトル帯域で圧力波を放出するように構成および配置される指向性ラウドスピーカを含むことができる。第１のスペクトル帯域は、低音周波数を含むことができ、第２のスペクトル帯域は、低音周波数より上の周波数を含むことができる。電気音響変換装置は、低音周波数を放射し、低音周波数範囲より上の周波数を放射しないように構成および配置することができる。
【０００６】
本発明の別の態様では、装置は、座席背もたれを含む座席を含む。変換器が、座席背もたれに取り付けられる。変換器は、リニアモータを含むことができる。変換器は、出口を有する音響エンクロージャ内に取り付けられ、リニアモータに結合される圧力波放射振動板を含む。振動板は、音響エネルギーを放射するための第１の面と第２の面とを有する。変換器は、体感的に識別可能な圧力衝撃を出口から放出するように構成および配置される。出口は、座席の占有者の首の後の位置近くに来ることができる。
【０００７】
本発明のさらに別の態様では、座席取付ラウドスピーカ機器を操作するための方法は、変換器によって第１の放射点から第１の可聴圧力波を放出する段階と、変換器によって椅子の占有者が体感的に感知可能な圧力衝撃を放出する段階と、変換器からの機械的振動を座席の背もたれに伝える段階と、を含む。方法はさらに、第１の放射点と第２の放射点からほぼ等距離にある場所で、第２の圧力波が第１の圧力波と弱め合う干渉を起こすように、第２の放射点から第２の圧力波を放射する段階を含むことができる。方法はさらに、第１の放射点から芳香を放出する段階を含むことができる。
【０００８】
その他の特徴、目的、および利点は、以下の詳細な説明を添付の図面と併せて読むことから明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図面の幾つかの図の要素は、ブロック図において離散的要素として図示および説明することができ、また「回路」と呼ぶことができるが、別段の指摘がない限り、それらの要素は、アナログ回路、デジタル回路、またはソフトウェア命令を実行する１つもしくは複数のマイクロプロセッサの１つ、あるいはそれらの組合せとして実施することができる。ソフトウェア命令は、デジタル信号処理（DSP: digital signal processing)命令を含むことができる。別段の指摘がない限り、信号ラインは、離散的アナログもしくはデジタル信号ラインとして、オーディオ信号の別個のストリームを処理するための適切な信号処理を伴う単一の離散的デジタル信号ラインとして、または無線通信システムの要素として実施することができる。処理操作の幾つかは、係数の計算および適用によって表現される。係数の計算および適用の均等物は、他の信号処理技法によって実行することができ、本発明の出願の範囲内に含まれる。別段の指摘がない限り、オーディオ信号は、デジタルまたはアナログ形式で符号化することができる。表現を簡潔にするため、「オーディオ信号ｘに対応する音響エネルギーを放射する」と言う代わりに、「信号ｘを放射する」と言うことにする。本明細書はまた、指向性ラウドスピーカ、より具体的には指向性アレイについても説明する。指向性アレイは、多数の音響エネルギー源を有する指向性ラウドスピーカである。指向性アレイでは、対応する波長がエネルギー源の間隔に比べて大きい周波数範囲において、音響エネルギー源によって放射される圧力波は、弱め合う干渉を起こし、その結果、アレイは、生じる、弱め合う干渉の程度に応じて、より大きなまたは小さなエネルギーを放射する。相対的により大きな音響エネルギーが放射される方向、例えば、任意の方向の指向性ラウドスピーカから等距離の地点における音圧力レベルが最大音圧力レベル(SPL: sound pressure level)の−６ｄＢ以内（好ましくは−６ｄＢと−４ｄＢの間、理想的には−４ｄＢと−０ｄＢの間）の方向は、「高放射方向」と呼ぶ。より小さな音響エネルギーが放射される方向、例えば、任意の方向の指向性ラウドスピーカから等距離の地点におけるＳＰＬが最大レベルより−６ｄＢより大きい（好ましくは−６ｄＢと−１０ｄＢの間、理想的には−１０ｄＢより大きい、例えば−２０ｄＢの）方向は、「低放射方向」と呼ぶ。
【００１０】
図１を参照すると、座席機器に取り付けられ得るまたは座席機器に組み込み得る低音ラウドスピーカ機器の断面図を示す。座席機器の例として、ビデオゲーム、ゲーム機、もしくは娯楽施設の乗物で使用される座席、劇場の座席、自動車もしくはトラックの座席、またはマルチメディア家庭用娯楽システムで使用される安楽椅子を挙げることができる。機器１は、上側音響チャンバ１０と下側音響チャンバ１２を有する音響エンクロージャを含む。上側音響チャンバ１０、下側音響チャンバ１２、および振動板型電気音響変換器１４は、変換器振動板の一方の放射面１６が、上側音響チャンバ１０に音響的に結合され、変換器１４の第２の放射面１８が、下側音響チャンバ１２に音響的に結合されるように配置される。変換器１４は、リニアモータ構造を伴う円錐型変換器とすることができ、リニアモータ構造は、振動板を振動させて圧力波をチャンバ１０および１２内に放射する、軸線２０に沿って振動する可動構造を含む。一実施では、軸線２０は、座席背もたれの面に垂直であるが、他の実施では、軸線２０は、座席背もたれの面に平行または他の何らかの向きであることができる。上側チャンバ出口２２および下側チャンバ出口２４は、変換器１４からほぼ等距離とすることができるが、以下で説明されるように、必ずしも等距離である必要はない。ダクトおよびチャンバは、振動板によって放射される低周波数音響エネルギーを感知可能なほど変更しないように構成することができる。他の実施では、上側チャンバ出口２２もしくは下側チャンバ出口２４、またはその両方は、ポートなどの音響要素として動作するように構成することができる。また別の実施では、上側および下側チャンバ１０および１２は、導波路など、音響機器の他の何らかの形態をとることができ、出口２２および２４は、導波路出口とすることができ、またはパッシブラジエータなど、音響機器の他の何らかの形態をとることができる。
【００１１】
図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、図１の機器の音響的挙動を説明する図を示す。出口２２は、振動板面１６に音響的に結合され、出口２４は、振動板面１８に音響的に結合される。振動板面１６および１８は、位相が反対の圧力波を放射する。位相が反対の圧力波は、出口２２および２４を通して放射され、図２Ａでは、「＋」および「−」によって示す。出口２２および２４は、変換器からの圧力波がラウドスピーカから環境に放射される地点である。エンクロージャと出口２２および２４との結合効果によって、音響エネルギーが放射される地点が２つの出口２２および２４であるように見えるようになる。これ以降、圧力波がラウドスピーカ機器１から環境に放射される地点は、「放射点」と呼ぶ。したがって、図１の機器は、図２Ｂに示されるように、ダイポールとして、すなわち、距離ｄだけ隔てられ、位相をずらして駆動される、１対のモノポール球状放射点２２´および２４´として表することができる。観測点での圧力は、２つの源からの圧力波の合成である。装置からの距離が距離ｄに等しいか、またはそれに比べて大きい、地点５０などの観測点では、２つの源から観測点までの距離は、相対的に等しく、放射点２２´および２４´からの圧力波の大きさは、ほぼ等しい。２つの放射点２２´および２４´からの音響エネルギーの大きさが相対的に等しく、放射されるオーディオ信号が高い相関を示す場合、２つの放射点からの寄与が組み合わさる仕方は、主として観測点における圧力波の相対的位相によって決定される。ある周波数では、圧力波は、ある位相差を有することができ、振幅の低減を生じさせる、弱め合う干渉を起こすことができる。
【００１２】
２つの放射点のうちの一方に著しく近い地点５６および５８などの地点では、２つの放射点からの圧力波の大きさは、等しくなく、地点５６および５８における音圧力レベルは、それぞれ、主として放射点２２´および２４´からの音圧力レベルによって決定される。例えば、放射点２２´からは距離ｙであるが、放射点２４´からは８ｙなどはるかに距離が大きい、観測点５６では、放射点２４´からの音圧力は、放射点２２´からの音圧力よりも著しく小さい。したがって、観測点５６において聞かれる音は、主として放射点２２´から放射される圧力波によって決定される。
【００１３】
図２Ａおよび図２Ｂの圧力波放射点２２´および２４´は、変換器と２つの出口を備えるエンクロージャによって提供することができる。第１の出口から放射される圧力波と第２の出口から放射される放射および圧力波が弱め合う干渉を起こす他の構成も、図２Ａおよび図２Ｂの構成によってモデル化することができる。例えば、距離ｄだけ隔てられた２つの音響ドライバは、図６の下方に示され、明細書の対応部分で説明されるような、逆極性を有するオーディオ信号によって駆動することができる。
【００１４】
以降の図に示される実施のいくつかでは、放射点２２´および２４´は、変換器１４から等距離でなくてもよく、または機器は、距離ｄだけ隔てられた２つの音響ドライバであって、音響ドライバの一方に与えられる信号に遅延が加えられた逆極性を有するオーディオ信号によって駆動される２つの音響ドライバを含むことができる。そのような場合、構成は、図２Ｃの構成によってモデル化されることができ、遅延Δｔが、２４´などの放射点の一方に加えられる。図２Ｃの構成によってモデル化される装置は、カージオイド放射パターンなど、非ダイポール放射パターンを有することができる。ダイポール放射パターンを有する構成と同様に、観測点における圧力は、２つの源からの圧力波の合成となる。装置からの距離が距離ｄと同程度か、またはそれに比べて大きい、地点５０などの観測点では、２つの源から観測点までの距離は、相対的に等しく、放射点２２´および２４´からの圧力波の大きさは、ほぼ等しい。２つの放射点２２´および２４´からの音響エネルギーの大きさが相対的に等しく、放射されるオーディオ信号が高い相関を示す場合、２つの放射点からの寄与が組み合わさる仕方は、主として観測点における圧力波の相対的位相によって決定される。ある周波数では、圧力波は、ある位相差を有することができ、振幅の低減を生じさせる、弱め合う干渉を起こすことができる。
【００１５】
２つの放射点のうちの一方に著しく近い地点５６および５８などの地点では、２つの放射点からの圧力波の大きさは、等しくなく、地点５６および５８における音圧力レベルは、それぞれ、主として放射点２２´および２４´からの音圧力レベルによって決定される。例えば、放射点２２´からは距離ｙであるが、放射点２４´からは８ｙなどはるかに距離が大きい、観測点５６では、放射点２４´からの音圧力は、放射点２２´からの音圧力よりも著しく小さい。したがって、観測点５６において聞かれる音は、主として放射点２２´から放射される圧力波によって決定される。
【００１６】
図３は、座席３２、例えば、ビデオゲーム、ゲーム機、娯楽施設の乗物、または自動車もしくはトラックに関連する座席に取り付けられる機器１を示す。機器１は、上側チャンバ出口２２が座席３２に座った人３４の頭の近くに、例えば、人３４の首の後の近くに来るように取り付けられる。機器１はまた、下側チャンバ出口２４が、上側出口２２と比べて、人３４の頭付近から著しく遠くに、例えば、出口２２よりも著しく低く、床面の近くにあり、出口２４がすぐ近くの座席の占有者の頭の近くに来ないように取り付けられる。加えて、機器１は、変換器の振動が座席背もたれ３６に機械的に伝わるように取り付けられる。振動は、機械的結合経路を介して伝えることができ、または変換器によって放射された圧力波によって起振されるエンクロージャ壁の振動とすることができる。機器１は、座席背もたれ３６に取り付けられ、好ましくは、振動の軸線２０が座席背もたれ３６の面にほぼ垂直になるように取り付けられる。
【００１７】
動作時、変換器１４は、音響エネルギーを上側チャンバ１０および下側チャンバ１２内に放射し、圧力波が出口２２および２４を通ってエンクロージャを出て、外部環境に入るようにする。座った人３４の頭の付近３５は、下側チャンバ出口２４よりも上側チャンバ出口２２に著しく近いため、座った人によって聞かれる音は、下側チャンバ出口２４よりも上側チャンバ出口２２からの放射によってはるかに大きく影響を受ける。下側チャンバ出口２４は、どの聴音場所の近くにも配置されない。出口２２および２４から相対的に等距離にある図２の位置５０などの位置では、出口２２および２４からの音響エネルギーの大きさは、相対的に等しく、位置５０に存在する正味の音響エネルギーは、位相差に起因する、弱め合う干渉のため、座った人３４の頭の近くよりも小さな振幅を有する。その結果、座った人３４の頭の付近３５に存在する正味の音響エネルギーは、頭と同じかそれより高い水平位置の他の場所に存在するものよりも著しく大きく、人３４が関係する活動に関連する音は、すぐ近くの人の活動と可聴的な干渉を起こさない。
【００１８】
図１〜図３の機器および以下で説明する他の機器の別の特徴は、機器が座った人３４に体感刺激を提供できることである。音響エネルギーを放射することに加えて、図１〜図３の機器は、体感的に識別可能な圧力衝撃または圧力波を放出することができる。例えば、変換器１４は、線４８によって表されるような、人の首の後への空気の吹きつけなど、座った人３４に気流が当たるようにする圧力衝撃を放出することができる。体感的に識別可能な空気の吹きつけを放出することは、音響的に感知可能な周波数より下の周波数で変換器を駆動することによって実行することができる。加えて、変換器１４の振動は、変換器と座席背もたれを連結する機械的経路を介して、または変換器によって放射された圧力波によって起振されるエンクロージャの振動によって、座席背もたれ３６に機械的に伝えられることができ、付加的な体感刺激を提供する。芳香など、付加的な感覚刺激が、気流中に注入することもできる。
【００１９】
図１〜図３の構造はまた、ゲーム室、ビデオゲームセンタなどの往来の激しいエリア、および自動車内部などで生じ得る機械的損傷から変換器１４を保護する。
【００２０】
図１〜図３の機器および以下で説明する他の機器は、可聴周波数範囲全域にわたって使用することができるが、ダイポールパターンは、機器寸法より長い対応する波長を有する周波数範囲で最も効果的なため、座席背もたれに機械的に伝えられる振動は、低音周波数で最も識別可能かつ効果的なため、振動が感知可能であるために必要な力の量は、低音範囲の変換器に関連するより大きな質量を一般に必要とするため、識別可能な気流を生成するために必要な空気の動きの量は、一般に低音範囲の変換器に関連する変換器など、大量の空気を動かすことのできる変換器を必要とするため、低音周波数範囲で最も有利に使用される。一実施では、変換器は、米国マサチューセッツ州フレーミングハムのBose Corporationによって製造される、部品番号２５５０４２の変換器である。
【００２１】
本明細書で説明される装置は、「上側」および「下側」放射点という用語を用いて説明されるが、他の方法でも実施することができる。例えば、第１の放射点は、使用者の頭の近くにあることができ、第２の放射点は、第１の放射点から水平または上方の、どの聴音者の耳にも近くない位置に移することができる。加えて、機器は、以下で示すように、チャンバ１０および１２を含む必要はない。
【００２２】
図４Ａ〜図４Ｄは、図１〜図３のラウドスピーカ機器の代替実施形態を示す。図４Ａ〜図４Ｃの実施では、変換器１４は、座席３２の下に配置され、下側出口２４が上側出口２２よりも変換器に著しく近くなるように配置される。図４Ｂの実施では、変換器１４は、モータ構造が座席底部の近くにあり、動きの軸線が座席底部にほぼ垂直になるように配置される。図４Ｃの実施形態では、第２の変換器１４´が存在し、変換器１４および１４´が、エンクロージャを通すことなく、環境に直接放射するように配置される。保護のため、グリル、スクリム、または格子など、音響的に透過的な素材が、変換器の正面に置くことができる。
【００２３】
図４Ｄの実施は、上側出口２２が下側出口２４よりも座った人３４の頭に著しく近く、下側出口２４が上側出口２２よりも聴音者の頭から著しく遠いのであれば、下側出口２４は上側出口２２から遠ざけられる必要がない原理を示す。
【００２４】
先の実施と同様、機器からの距離が出口間の距離と同程度か、またはそれに比べて大きい位置では、２つの放射点からの距離は、相対的に等しく、放射点２２および２４からの圧力波の大きさは、ほぼ等しい。２つの出口からの寄与が組み合わさる仕方は、主として観測点における圧力波の相対的位相によって決定される。ある周波数では、圧力波は、ある位相差を有することができ、振幅の低減を生じさせる、弱め合う干渉を起こすことができる。
【００２５】
２つの放射点のうちの一方に著しく近い地点では、２つの放射点からの圧力波の大きさは、等しくなく、音圧力レベルは、主としてより近い放射点からの音圧力レベルによって決定される。そのため、使用者の頭の付近では、音圧力レベルは、主として上側出口２２からの放射によって決定され、（まず聴音者がいることはない）座席の下方付近では、音圧力レベルは、主として下側出口２４からの放射によって決定される。
【００２６】
図４Ａ〜図４Ｃの実施形態は、エンクロージャがより薄くなることを可能にし、そのため、これらの実施形態は、機器ができる限り薄いことが重要な状況に特に適している。図４Ａの実施は、変換器の振動からの体感刺激が重要でない状況に適し、一方、図４Ｂの実施は、変換器の振動からの体感刺激が重要である状況に適している。
【００２７】
図５は、ラウドスピーカ装置の別の実施を示している。図５では、変換器１４は、変換器が使用者の頭に向って直接放射し、下側出口２４が床の近くに来るように配置される。
【００２８】
変換器が他の出口よりも一方の出口に著しく近い実施では、変換器が２つの出口からほぼ等距離の実施と、音場が異なることがあるが、異なる実施は、同じ挙動を示し、すなわち、出口に近い音圧力レベルは、主としてすぐ近くの出口からの放射によって決定され、装置からの距離が２つの出口間の距離に比べて大きい場所では、音圧力レベルは、主として２つの出口からの圧力波の位相関係によって決定される。
【００２９】
加えて、変換器と出口の間の距離が放射音の周波数に対応する波長の４分の１に接近または超過する実施形態では、エンクロージャは、導波管の挙動を示し、ある周波数で共鳴を起こすことがある。そのような状況では、共鳴によって引き起こされる周波数応答異常(frequency response aberration)の影響を減らすため、（例えば等化によって）オーディオ信号を電子的に変更するか、または（例えば減衰によって）放射を音響的に変更することが望ましいことがある。
【００３０】
図６は、図１〜図３の機器のさらに別の実施を示す。図６の実施形態では、２つの放射点２２および２４は、２つの変換器１４および１４´として実施され、一方は使用者の頭の近くに配置され、他方は座席の底部の近くに配置される。図６の装置は、図２Ｂにあるようにモデル化することができるように構成および配置される。これは多くの方法で、例えば、変換器を物理的に逆転させ、ワイヤ接続の極性を逆転にすることによって、異なる方向に巻かれた音声コイルを有する変換器を使用することによって、変換器磁石の極を逆転にすることによって、または信号処理によって実行することができる。図２Ｂにあるようにモデル化することができる、低音周波数を放射するための信号処理、配置、および構成の任意の組合せが本明細書の範囲内に含まれる。
【００３１】
図７および図８は、それぞれ、図１〜図３の機器の実際的な実施形態の断面図および等角図である。図１〜図３の要素に対応する図７および図８の要素は、同じ参照番号で識別される。
【００３２】
図９は、付加的な要素を有する図４Ｄの機器の実際的な実施形態を示す。フルレンジスピーカ１００は、低音範囲周波数を放射するための図１〜図９の装置に類似した機器１を含む。加えて、フルレンジスピーカ１００は、低音域より上の周波数を座席の占有者に向けて指向性をもって放射するように配置された指向性アレイ６０も含む。
【００３３】
図９による機器は、フルレンジラウドスピーカが座席機器に取り付けられ、または組み込まれ、すぐ近くの他の人の活動と可聴的な干渉を起こすことなく、座席の占有者にフルレンジオーディオを提供することができるので有利である。指向性アレイ６０へのオーディオ信号は、座席の占有者に指向性キュー(directional cue)を提供するように処理することができ、一方、ラウドスピーカ機器１は、体感刺激および芳香を提供する。ビデオ機器と組み合わせれば、フルレンジスピーカ１００は、座席の占有者に現実的な多感覚体験を提供することができる。
【００３４】
図１０Ａ〜図１０Ｃは、指向性アレイ６０に適したアレイを示す。他の適当な指向性アレイは、Harry F. Olson、「Gradient Loudspeakers」、J. of the Audio Engineering Society、March 1973、Volume 21、Number 2、米国特許第５，５８７，０４８号、および米国特許第５，８０９，１５３号で説明されている。図１０Ａ〜図１０Ｃの指向性アレイ６０では、２つの電気音響変換器６２は、軸線６６および６８が、Ｘ−Ｚ（水平）平面に対して２２．５度、互いに対して４５度をなすように配置され、電気音響変換器６４の軸線７０は、Ｙ−Ｚ平面に対して４５度をなすように配置される。変換器６２および６４は、座席機器内の人の頭に向う方向が高放射方向になり、その結果、指向性アレイ６０によって放射される周波数が、すぐ近くの他の人の活動と可聴的な干渉を起こすことなく、座席の占有者に聞かれることができるように構成および配置することができる。指向性アレイはまた、米国特許出願第１０／３０９３９５号で説明されているような、指向性キューを放射するなど、他の音響的目的のために使用することができる。
【００３５】
本明細書に開示された具体的な装置および技法の様々な使用およびそれらからの発展は、本発明の概念から逸脱することなく、行われることができる。その結果、本発明は、本明細書で開示されたあらゆる新規な特徴および特徴の新規な組合せを包含すると解釈されるべきであり、添付の特許請求の範囲の主旨および範囲によってのみ限定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】低音ラウドスピーカ機器の図である。
【図２Ａ】低音ラウドスピーカ機器の音響的挙動を図説する図である。
【図２Ｂ】低音ラウドスピーカ機器の音響的挙動を図説する図である
【図２Ｃ】低音ラウドスピーカ機器の音響的挙動を図説する図である。
【図３】座席機器に取り付けられた低音ラウドスピーカ機器の図である。
【図４Ａ】座席機器に取り付けられた低音ラウドスピーカの代替実施形態の図である。
【図４Ｂ】座席機器に取り付けられた低音ラウドスピーカの代替実施形態の図である。
【図４Ｃ】座席機器に取り付けられた低音ラウドスピーカの代替実施形態の図である。
【図４Ｄ】座席機器に取り付けられた低音ラウドスピーカの代替実施形態の図である
【図５】座席機器に取り付けられた低音ラウドスピーカの別の代替実施形態の図である。
【図６】座席機器に取り付けられた低音ラウドスピーカのさらに別の代替実施形態の図である。
【図７】図１〜図３の低音ラウドスピーカ機器の実際的な実施形態の断面図である。
【図８】図７の低音ラウドスピーカ機器の実際的な実施形態の等角図である。
【図９】幾つかの付加的要素を有する図７および図８の低音ラウドスピーカ機器の実際的な実施形態の等角図である。
【図１０Ａ】図９の要素の等角図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａの機器の断面図である。
【図１０Ｃ】図１０Ａの機器の断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  機器
１０  上側音響チャンバ
１２  下側音響チャンバ
１４  電気音響変換器
１４´  第２の変換器
１６  放射面
１８  放射面
２０  軸線
２２  上側チャンバ出口
２２´  放射点
２４  下側チャンバ出口
２４´  放射点
５０  観測点
５６  観測点
５８  観測点
３２  座席
３４  人
３５  頭の付近
３６  座席背もたれ
６０  指向性アレイ
６２  電気音響変換器
６４  電気音響変換器
６６  軸線
６８  軸線
７０  軸線
１００  フルレンジスピーカ
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【外国語明細書】
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